提高連續(xù)太赫茲數(shù)字全息成像性能的研究.pdf

1、隨著太赫茲成像技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對(duì)太赫茲成像系統(tǒng)的性能指標(biāo)提出了越來(lái)越高的要求,改進(jìn)成像系統(tǒng)、提高系統(tǒng)橫向分辨率、改善成像質(zhì)量對(duì)太赫茲成像技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用十分必要。太赫茲數(shù)字全息技術(shù)是太赫茲技術(shù)與數(shù)字全息技術(shù)的結(jié)合,其可突破衍射的限制,有效提高系統(tǒng)的數(shù)值孔徑,實(shí)現(xiàn)高分辨率成像。本論文基于 CO2泵浦連續(xù)太赫茲激光器和熱釋電相機(jī)搭建了2.52THz離軸數(shù)字全息成像系統(tǒng)及2.52THz伽栢同軸數(shù)字全息成像系統(tǒng),對(duì)太赫茲數(shù)字全息系統(tǒng)、系統(tǒng)成

2、像特性及影響系統(tǒng)成像質(zhì)量因素等進(jìn)行了較深入、細(xì)致的仿真與實(shí)驗(yàn)研究。
　　為了實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高分辨率太赫茲數(shù)字全息成像,對(duì)數(shù)字全息再現(xiàn)算法及太赫茲數(shù)字全息中的關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究。詳細(xì)介紹了系統(tǒng)橫向分辨率與再現(xiàn)像分辨率的差異,并對(duì)影響系統(tǒng)橫向分辨率的因素進(jìn)行了分析;提出了一種可實(shí)現(xiàn)再現(xiàn)像面任意采樣的改進(jìn)卷積再現(xiàn)算法,并對(duì)其性能進(jìn)行了仿真驗(yàn)證;對(duì)太赫茲數(shù)字全息中的參考光波矢提取、光束質(zhì)量對(duì)再現(xiàn)像質(zhì)的影響及零級(jí)衍射消除方法等關(guān)鍵問題進(jìn)行了仿

3、真研究,為后面實(shí)驗(yàn)提供了理論支撐。
　　搭建了2.52THz離軸數(shù)字全息成像系統(tǒng),并對(duì)系統(tǒng)成像特性及自動(dòng)聚焦技術(shù)進(jìn)行了研究。對(duì)參考光遮擋的“病態(tài)”系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,驗(yàn)證了參考光畸變對(duì)再現(xiàn)像質(zhì)的影響;對(duì)“病態(tài)”系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整,使用分辨率板及復(fù)雜目標(biāo)進(jìn)行了一系列的成像實(shí)驗(yàn),測(cè)試了系統(tǒng)成像質(zhì)量及系統(tǒng)實(shí)際橫向分辨率;同時(shí),對(duì)數(shù)字全息再現(xiàn)中的自動(dòng)聚焦問題進(jìn)行了研究,提出了一種基于小波變換的聚焦判據(jù)函數(shù),通過模擬仿真和鏤空目標(biāo)成像實(shí)驗(yàn),

4、對(duì)提出的小波變換聚焦判據(jù)函數(shù)的有效性和實(shí)用性進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　搭建了2.52THz伽栢同軸數(shù)字全息成像系統(tǒng),對(duì)系統(tǒng)成像特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。使用一系列不同的成像目標(biāo)對(duì)系統(tǒng)成像質(zhì)量及系統(tǒng)橫向分辨率進(jìn)行了測(cè)試,獲得了高質(zhì)量、高分辨率的再現(xiàn)像,驗(yàn)證了其優(yōu)越的成像性能及對(duì)復(fù)雜、多細(xì)節(jié)目標(biāo)的成像能力;同時(shí),進(jìn)行了隱藏目標(biāo)太赫茲同軸數(shù)字全息成像實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了隱藏目標(biāo)高質(zhì)量成像,驗(yàn)證了太赫茲數(shù)字全息技術(shù)用于隱藏目標(biāo)探測(cè)的可行性;最后,對(duì)2.52TH